研究人员开发可穿戴式电加热器

2021-12-29 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:406 /
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科学家创造了一种基于纺织品的可穿戴加热器,该加热器基于高度耐用的导电纱线。一种导电耐用的纱线被缝制到织物上,当施加安全电压时,该纱线成为一种可穿戴的加热器(高温用黄色和红色表示)。影像学分:Pattanarat等人,doi: 10.1021/acsami.1c13329。织物中嵌......

科学家创造了一种基于纺织品的可穿戴加热器,该加热器基于高度耐用的导电纱线。

An electrically conductive and durable yarn was sewn onto fabric and became a wearable heater (high temperatures indicated by yellows and reds) when a safe voltage was applied. Image credit: Pattanarat et al., doi: 10.1021/acsami.1c13329.一种导电耐用的纱线被缝制到织物上,当施加安全电压时,该纱线成为一种可穿戴的加热器(高温用黄色和红色表示)。影像学分:Pattanarat等人,doi: 10.1021/acsami.1c13329。

织物中嵌入加热元件的轻质可穿戴加热器可以帮助人们保暖,但以前的尝试导致热的硬电线或线无法安全洗涤。

最近,研究人员用聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)和聚(4-苯乙烯磺酸盐)处理织物和纱线。这种柔性涂层使材料变暖,并在洗涤后保持原位。

然而,这些聚合物的导电性不足以用于个人取暖,添加一些化合物使其更具导电性可能会刺激皮肤。

泰国法政大学物理系的Rawat Jaisutti博士和来自泰国和韩国的同事希望改进应用于纱线的双聚合物涂层,以便在缝制到织物中时,可以在安全的工作电压下分配热量。

作为第一步,他们将涂有聚合物的棉纱浸入对人体皮肤没有刺激性的乙二醇中。

当他们向材料施加电压时,它会变暖,与以前报道的一些柔性加热器相比,需要更低的电压才能达到高温。

然后,研究人员用水或洗涤剂反复清洗处理过的纱线。

他们发现,尽管在这两种情况下,电导率都有轻微的损失,但这种损失明显小于没有乙二醇的版本。

最后,他们将多根纱线缝成一个TU图案,放在一块带有额外织物背衬的织物上。

当加热器连接到三伏电源并连接到人的手腕上时,热腕带来回弯曲时热量分布是稳定的。

作者解释说:“由导电纱线制成的加热元件显示出极好的温度分布,在足够低的5 V驱动电压下,可以加热到150摄氏度(302华氏度)。

"此外,加热元件在反复弯曲应力和2000次拉伸和释放循环下表现出稳定的焦耳加热性能."

他们说:“为了展示其在人体加热系统中的实际应用,通过将导电纱线缝合到具有简单电路结构的织物上,展示了一种轻质且透气的保暖腕带。

“从这些结果来看,我们相信我们获得高导电性和耐久性纱线的策略可以用于各种应用,包括医疗热疗和个人加热管理系统。”

该团队的工作发表在《美国化学学会应用材料与应用》杂志上。接口。

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Kuntima Pattanarat等人,2021年。耐洗导电纱线,含乙二醇处理过的PEDOT:用于可穿戴电加热器的PSS。ACS应用材料。接口13(40):48053-48060;doi: 10.1021/acsami.1c13329


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